Vraag 9Battolyser
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- In figuur 2 zie je per grafiek de activeringsenergie, dus begin met bepalen welke as je moet aflezen.
- Bij deze vraag vergelijk je de punten op de grafiek en kijk je naar het massapercentage FeO(OH) bij het gevonden punt.
- Daarna koppel je je keuze aan de reactiesnelheid, zodat je antwoord een verklaring bevat en geen los getal is.
Hier verliezen leerlingen punten
- Geef het massapercentage én verwijs naar de as of grafiek waaruit je het haalt, anders mis je een deel van de punten.
- Lees de activeringsenergie niet af als het percentage, want de vraag vraagt naar het massapercentage bij de juiste waarde.
- Schrijf een conclusie op die je verklaart met het verband tussen activeringsenergie en reactiesnelheid, want een getal alleen levert geen volledige score op.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Onderzoekers van de TU Delft hebben de battolyser ontwikkeld. De battolyser ontleent zijn naam aan twee functies: het is een oplaadbare batterij die kan worden gebruikt voor energieopslag en voor de elektrolyse van water. De vrijgekomen waterstof kan worden gebruikt als brandstof of als grondstof voor de productie van andere (brand)stoffen. In figuur 1 is de battolyser schematisch weergegeven voorafgaand aan het opladen. figuur 1 Als de batterij wordt opgeladen, wordt aan de linker elektrode ijzer(II)hydroxide omgezet tot onder andere ijzer. Aan de rechter elektrode wordt nikkel(II)hydroxide omgezet tot onder andere de vaste stof nikkel(III)oxidehydroxide, NiO(OH ). De elektrolyt-oplossing is natronloog. Tijdens de elektrolyse bewegen alleen hydroxide-ionen door het membraan.
In een volledig opgeladen prototype van de battolyser werd 1,4 kg water gedurende 18 maanden geëlektrolyseerd. Per molecuul water dat wordt omgezet, worden twee elektronen getransporteerd. Neem aan dat tijdens dit proces alle toegevoerde lading is gebruikt voor de elektrolyse van water.
De reactiesnelheid van deze elektrolyse van water bleek vooral te worden bepaald door de halfreactie die aan de rechter elektrode verloopt. Het bleek dat de reactiesnelheid veranderde als in het NiO(OH)- laagje op de rechter elektrode ook FeO(OH) aanwezig was. In het onderzoek is de activeringsenergie van de reactie bepaald, afhankelijk van het massapercentage FeO(OH) in het laagje. In figuur 2 zijn de resultaten te zien van enkele experimenten. figuur 2
Leg uit bij welke waarde van het massapercentage FeO(OH) de reactiesnelheid het hoogst is.